种植方式和密度对旱地土壤环境和甘蓝产量的影响

张冬梅，刘恩科，李海金，陈 琼，韩彦龙，池宝亮

（山西省农业科学院旱地农业研究中心，山西太原030006）

我国北方十年九旱，充分利用当地光、热、降雨等自然资源，大力发展旱地蔬菜已经成为解决旱区蔬菜供需矛盾的重要途径[1，2]。随着农业产业结构的调整，旱地蔬菜的种植面积不断扩大，一些地区旱地蔬菜已经成为当地农民增收的主导产业[3，4]。旱地生产的甘蓝由于其具有病虫害少、品质上乘、耐贮运等特点[5]，深受各地消费者欢迎。但是，有关旱地甘蓝研究[5～7]的报道较少，尤其是针对旱区甘蓝如何获得高产高效的研究更少。

本研究针对目前旱区甘蓝生产中存在的地表径流较大、降水利用率较低以及种植密度范围较大等问题，采用裂区设计进行了沿等高线起垄后种植方式（垄上种植和沟内种植）和密度二因素的试验，以期通过研究不同处理对旱地土壤环境和甘蓝生长发育指标的影响，最终为该区域寻求旱地甘蓝生产较为合理的耕作种植方式和密度，充分提高当地自然降水利用率，最终达到旱地甘蓝高产高效的目的。

1 材料和方法

1.1 试验区概况

试验于2008年在山西省阳曲县旱作节水农业河村示范基地进行。该区位于山西省中部，属典型的半干旱区，海拔1 270 m，无霜期120 d左右，年平均降水量450mm，年均蒸发量1995 mm，年平均气温6～7℃，昼夜温差较大，≥10℃年活动积温2 600℃。前茬作物为架豆。

土壤为黄土质淡褐土性土，0～20 cm土壤养分含量为：有机质14.32 g/kg，全氮0.81 g/kg，碱解氮49.22 mg/kg，速效钾124.66 mg/kg，速效磷6.52 mg/kg。耕翻前施肥量为：N 225 kg/hm2，P2O5150 kg/hm2，K2O 150 kg/hm2。供试作物为甘蓝，品种为世农铁将军。4月20日小拱棚育苗，6月5日点水定植，9月2日收获。

1.2 试验设计

采用二因素裂区设计，主区为耕作种植方式处理，即沿等高线起小高垄，分垄种和沟种2种模式，垄高10～15 cm，垄距35 cm；副区为密度处理，设 3个水平，分别为67 500，82 500和97 500株/hm2。6个处理，3次重复，共18个小区，小区面积为5 m×6 m，品字形种植。

1.3 调查项目与测定方法

每小区中部定点埋设1个TDR探头，定期用6050X1Trase系统测定0～20 cm土壤含水量（垄种测定垄上，沟种测定沟里），分别于定植前和收获后用烘干法测定20～200 cm土壤含水量（间隔20 cm）；用地温计于甘蓝莲座期连续3 d（晴天）定时测定垄种和沟种5，10，20 cm土层温度；观测记录生育期内每次降雨量；收获时测定甘蓝植株性状和产量。

土壤贮水量（mm）=土层厚度（cm）×土壤容积含水率×10

土壤水分利用率（kg/（mm·hm2））=甘蓝经济产量（kg/hm2）/（播前土壤贮水量（mm）+生育期总降水量（mm）-成熟期土壤贮水量（mm））

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤环境的影响

2.1.1 对土壤温度的影响 莲座期（7月7—9日）垄种和沟种5，10，20 cm土壤温度动态变化如图1所示。

垄种和沟种由于改变了地表形状，所以相同层次的地温明显不同，垄种5，10，20 cm土壤温度分别较同一层次沟种日平均增加2.08，1.61和0.50℃。而且垄种由于土壤容重降低，孔隙度增加，所以早晚土壤温差较大，垄种5，10 cm早晚土壤温差分别为22.4，15.3℃，而沟种5，10 cm早晚土壤温差分别仅为11.1，6.8℃。早晚温差大有益于甘蓝的养分积累和叶球充实。

2.1.2 对土壤水分的影响

2.1.2.1 0～20 cm土壤含水量 2008年甘蓝生长期降雨量及垄种和沟种0～20 cm土壤含水量动态变化如图2所示。

由图2可知，不论是沟种还是垄种，土壤含水量都随降水量的变化而变化。垄种由于蒸发面大，0～20 cm土壤含水量始终低于沟种，并且前期垄种和沟种差别较大，而后期由于甘蓝已封垄，沟种和垄种0～20 cm土壤含水量差别变小。整个生长期沟种0～20 cm土壤含水量较垄种平均高1.9%。该试验期为降雨偏少的年份，虽然6月份降雨量比多年平均值偏多，但7，8月份较多年平均降雨量共减少100.8 mm，且7月下旬至8月中旬几乎没有有效降水，0～20 cm土壤含水量降到了整个生育期的最低值，低于土壤萎蔫系数，对甘蓝吸收水分和养分造成了很大的困难，以至甘蓝结球期由于吸钙困难造成了“干烧心”，对最终产量的形成造成了一定的影响。

2.1.2.2 甘蓝收获后0～200 cm土壤贮水量 从表1可以看出，甘蓝收获后垄种和沟种的0～200 cm土壤贮水量基本没有差别，但不论是垄种还是沟种都以密度为82 500株/hm2的处理0～200 cm土壤贮水量最大。这主要是由于密度为67 500株/hm2处理从定植至收获地面一直有裸露，土壤蒸发较大；密度为82 500，97 500株/hm2的处理在进入包球期后，甘蓝已经封垄，地面蒸发较少；但97 500株/hm2处理由于密度较大，耗水较多，所以其土壤贮水量在3个密度处理中最小。不同处理收获后0～200 cm土壤贮水量以82 500株/hm2处理最大，97 500株/hm2处理最小。由于甘蓝在包球期，即需水量最大时期遭遇了近1个月没有有效降水的干旱，所以不同处理土壤耗水深度都较大，达到了100 cm以上，以处理97 500株/hm2土壤的耗水深度最大，达到了140 cm左右。

表1 不同处理甘蓝收获后土壤含水量 %

2.2 不同处理对甘蓝生长的影响

2.2.1 对甘蓝植株性状的影响 从不同处理甘蓝收获时植株的性状表现（表2）可以看出，不同处理由于改变了土壤水分和土壤温度状况，所以对甘蓝植株性状的影响也明显不同。从种植方式来看，垄种0～20 cm土壤含水量虽然低于沟种，但是垄种地温较沟种显著增加，且早晚温差较大，甘蓝生长期内地温占主导因素，所以垄种的球径、单株地上部质量、单株球体产量均显著大于沟种。另外，不论是沟种还是垄种，单株的球高、球径、株幅、株高以及产量都随着密度的增大而显著减小。

表2 不同处理甘蓝收获时植株性状表现

2.2.2 对甘蓝产量和水分利用效率的影响 不同处理土壤水分和土壤温度的不同，最终对甘蓝产量和水分利用效率的影响也明显不同（表3）。垄种由于改善了甘蓝生长的环境，地温增加，早晚温差加大，更适宜甘蓝营养物质的积累，所以不论是单株植株表现还是最终的产量均显著大于沟种，且垄种产量较沟种平均增加4 526.2 kg/hm2。不同密度处理中均以密度为82 500株/hm2处理的耗水量最小，并且该密度处理的产量均较大，水分利用效率均显著大于其他处理。因此，所有处理组合中以种植方式为垄种、密度为82 500株/hm2的处理产量最大、水分利用效率最高，并且水分利用效率显著大于其他处理。

表3 不同处理对甘蓝产量和水分利用效率的影响

3 结论与讨论

（1）沿等高线起垄的垄种地温明显高于沟种，垄种5，10，20 cm土壤温度分别较同一层次的沟种平均增加2.08，1.61和0.50℃，并且早晚土壤温差较大，垄种5，10 cm早晚土壤温差分别为22.4，15.3℃，而沟种 5，10 cm分别为 11.1，6.8 ℃。

（2）整个生长期，沟种较垄种0～20 cm土壤含水量平均高1.9%。甘蓝收获后0～200 cm土壤贮水量垄种和沟种基本没有差别，但不论是垄种还是沟种都以密度为82 500株/hm2处理最大，97 500株/hm2处理最小。所有处理甘蓝耗水深度都达到了100cm以上，密度为97500株/hm2处理的耗水深度最大，达到了140 cm。

（3）不论是甘蓝单株植株性状还是甘蓝最终的产量和水分利用效率，都是垄种显著大于沟种。其中垄种产量较沟种增加4 526.2 kg/hm2。所有处理以种植方式为垄种、密度为82500株/hm2的处理组合产量最大、水分利用效率最高（显著大于其他处理）。研究结果表明，该地适宜的甘蓝种植方式为垄种、密度为82 500株/hm2。

（4）试验结果是在降水较少的年份取得的，但结果仍为沿等高线起垄后在垄上种植效果最好。所以，在平水和雨水较多的年份，旱地甘蓝种植也应选择沿等高线起垄后在垄上定植，以防止甘蓝结球后期雨水多而造成烂根和叶球腐烂[8]。

［1］ 范佳翔，于德权.北方旱地蔬菜栽培技术[J].农村实用科学技术，2005（7）：12.

［2］ 苑永胜，安爱忠，王晓红，等.旱地反季节蔬菜的开发新探[J].科技情报开发与经济，2006，16（13）：130-132.

［3］ 温变英.旱地蔬菜高效栽培技术集成 [J].蔬菜，2005（11）：20-21.

［4］ 郭尚，田如霞.阳曲县旱塬甘蓝标准化生产技术规程[J].山西农业科学，2009，37（11）：85-87.

［5］ 李生敬.旱地甘蓝品质好，标准生产要抓好[J].山西农业，2007（2）：31.

［6］ 杨子文.旱地无公害结球甘蓝栽培技术[J].山西农业，2003（1）：19-20.

［7］ 景云飞.晋中市甘蓝黄叶病的发生与防治 [J].山西农业科学，2009，37（5）：64-66.

［8］ 杜丽红，高振茂.越夏甘蓝栽培中常见问题及对策 [J].蔬菜，2007（5）：17-18.